問題解決型学習

問題解決型学習( PBL )は、きっかけとなる教材にあるオープンエンドの問題を解決する経験を通じて、学生が主題について学ぶ教授法です。 PBL プロセスは、定義された解決策による問題解決に重点を置くのではなく、他の望ましいスキルや特性の開発を可能にします。これには、知識の習得、グループでのコラボレーションとコミュニケーションの強化が含まれます。

PBL プロセスは医学教育のために開発され、その後、他の学習プログラムへの応用が広がっています。このプロセスにより、学習者は将来の実践に役立つスキルを身に付けることができます。また、批判的評価や文献検索を強化し、チーム環境内での継続的な学習を促進します。

PBL チュートリアル プロセスでは、多くの場合、学習者の小グループで作業を行います。各学生はグループ内で正式または非公式の役割を担い、その役割は交代することがよくあります。学生の反省と推論によって独自の学習を構築することに重点が置かれます。

マーストリヒトの7つのステップのプロセスには、用語の明確化、問題の定義、ブレインストーミング、構造化と仮説、学習目標、自主学習と統合が含まれます。^[1]つまり、生徒がすでに知っていること、知る必要があること、そして問題の解決につながる可能性のある新しい情報にどのようにどこからアクセスするかを特定することです。

チューターの役割は、学習プロセスをサポート、ガイド、監視することで学習を促進することです。^{[2]チューターは、問題に対処する際に生徒の自信を高め、理解を深めることを目指しています。このプロセスは構成主義に基づいています。PBLは、}講義ベースの伝統的な教育と学習の哲学からのパラダイムシフトを表しています。 ^[3]

PBL を教える構造は、従来の教室や講義による指導とは大きく異なり、小グループ学習をサポートするために、より多くの準備時間とリソースが必要になることがよくあります。

ウッド（2003）は、問題解決型学習を、シナリオ内で特定された問題を利用して知識と理解を深めるプロセスと定義しています。^[1]このプロセスの原則を以下に示します。

1. 学習者主導の自己特定目標と成果
2. 生徒はより大きなグループに戻る前に、独立した自主学習を行います。
3. 学習は8～10人の小グループで行われ、講師がディスカッションを促します。
4. 紙ベースの臨床シナリオ、実験データ、写真、記事、ビデオ、患者（実在または模擬）などのトリガー資料を使用できる。
5. マーストリヒト7ジャンププロセスはPBLチュートリアルプロセスをガイドするのに役立ちます
6. 成人学習理論の原則に基づく
7. グループのメンバー全員が役割を担っている
8. 仕事と知性の組み合わせによる知識獲得を可能にする
9. チームワークとコミュニケーション、問題解決を強化し、共有学習に対する独立した責任を奨励します。これらはすべて、将来の実践に不可欠なスキルです。
10. 与えられた原因とシナリオに応じて正しい限り、誰でもそれを実行できます。

マーストリヒト7ジャンプには7つのステップがあります。^[4]

1. ケースについて話し合い、全員が問題を理解していることを確認する
2. 事件を明らかにするために答える必要のある質問を特定する
3. グループがすでに知っていることについてブレインストーミングし、潜在的な解決策を特定する
4. ブレインストーミングセッションの結果を分析し構造化する
5. まだ不足している知識についての学習目標を策定する
6. 個人または小グループで自主学習を行う：記事や本を読んだり、実習に参加したり、講義に出席したりして必要な知識を得る
7. 調査結果を議論する

PBLプロセスは、1960年代にハミルトンのマクマスター大学の医学部プログラムでバローズとタンブリンによって開拓されました。 ^[5]従来の医学教育は学生を失望させました。彼らは、医学部の最初の3年間で提示される膨大な資料が医療の実践や臨床に基づいた医療とほとんど関連性がないと感じていたからです。^[5] PBLカリキュラムは、学生が将来の役割との関連性と応用を理解できるようにすることで学習を刺激するために開発されました。それは学習に対する高いモチベーションを維持し、チームワークの価値を伴う責任ある専門家としての態度の重要性を示します。^[5]学習に対するモチベーションは、現実世界での応用がある問題の選択を可能にするため、興味を刺激します。

問題解決型学習はその後、他の医学部プログラムにも採用され^[5]、学部教育にも適応され^{[6] 、 [7] [8]}、K-12にも採用されました。^{[5] [9]} PBLの使用は、医学部プログラムへの最初の導入から、他の健康科学、数学、法律、教育、経済学、ビジネス、社会学、工学の分野の教育にまで拡大しました。^[9] PBLには、問題の初期の特定に応じてさまざまな方法で解決できる問題が含まれており、複数の解決策がある場合があります。^[10]

1974年、デンマークのオールボー大学が設立され、すべてのプログラム（工学、自然科学、社会科学）はPBLに基づいていました。^{[11]オールボー大学には、}ユネスコの工学教育における問題解決型学習の講座があります。[ ^12]現在、約2万人の学生が依然としてPBLの原則に従っています。^[13]

PBLには利点があります。学生中心であるため、能動的な学習が可能になり、知識の理解と保持が向上します。また、多くの領域に適用できるライフスキルの開発にも役立ちます。^[15]コミュニケーション、問題解決、批判的思考、コラボレーション、自己主導型学習スキルの開発を促進しながら、コンテンツ知識を強化するために使用できます。^{[16] [17]} PBLは、実社会での経験を使用して学生が最適に機能できるように配置できます。集団の知性を活用することで、異なる視点が問題に対する異なる認識と解決策を提供する場合があります。以下は、問題解決型学習の利点と限界です。

問題解決型学習では、生徒は積極的に参加し、この方法を好みます。^[18]能動的な学習を促進し、生涯学習スキルの保持と発達を促進します。生徒を問題に直面させることで自発的な学習を奨励し、深い学習の発達を刺激します。^{[19] [20]}

問題解決型学習は、生徒が自分自身の目標を設定し、学習のための適切なリソースを見つけ、知る必要のあることに責任を持つ可能性を育成することで、生涯学習を重視します。^{[21] [22]}また、生徒が長期的に知識をよりよく保持するのにも大きく役立ちます。^[23]

問題解決型学習は、学生が現実の状況や関連する文脈上の問​​題に対する解決策を見つけることに重点を置いています。この方法では、ディスカッション フォーラムでの共同研究が講義に代わることになります。

PBLは、学習教材の相互作用を通じて学生を巻き込むことで学習を促進します。学生は学習した概念を日常の活動と関連付け、知識と理解を深めます。また、学生は既存の知識を活性化し、既存の概念的知識の枠組みを構築します。^[24]

生徒は与えられた問題を自ら解決し、学習に対してより興味と責任を持つようになります。生徒は自ら研究論文、ジャーナル、ウェブ資料、教科書などのリソースを目的に応じて探すようになります。^[25]そのため、従来の学習方法の生徒と比較して、リソースを探す能力が高まります。

学習教材の意味、応用性、関連性をより重視することで、学習した科目をよりよく理解できるようになります。学生に、より挑戦的で重要な問題が与えられると、彼らはより熟達します。^[26]実生活の状況と問題は、彼らの学習をより深く、永続的なものにし、教室から仕事へのスキルと知識の移転可能性も高めます。^[27]知識とスキルの応用の余地が増えるため、移転可能性が高まります。その知識と専門知識を仕事や専門分野に適用するとどのような感じになるかを視覚化するだけでなく、非常に役立ちます。^[28]

プロジェクトベースの学習は、チームワークと協働学習に近いものです。チームやグループが協力して関連する問題を解決するため、学生の交流やチームワークが促進され、対人スキルが強化されます。^[29]ピア評価、グループダイナミクスでの作業など。^[30]また、リーダーシップの資質を育み、合意に基づいて意思決定を行い、チームメンバーに建設的なフィードバックを与えることを学びます。^[31]

研究者によると、学生は伝統的な授業よりも問題解決型学習の授業を好むという。学生の出席率の増加とこのアプローチに対する態度自体が、彼らが自発的であることを明確に示している。^[32]実際、これはより魅力的で刺激的であり、学生にとってより柔軟で興味深いため、優れた学習方法の1つである。彼らはこの学習環境を楽しんでいる。なぜなら、脅威が少なく、自主的に学習できるからだ。これらすべての側面により、学生はより自発的になり、学校や大学を卒業した後も学習を続ける。^[29]

生徒たちは自発的で、チームワークが良く、自主学習などを行っていることから、伝統的な学習形式とプロジェクトベースの学習形式の両方で働いた経験のある教師はプロジェクトベースの学習を好みます。^[29]また、問題解決型学習の方がより育成的で、カリキュラムが重要であり、生徒の認知的成長に有益であると教師は感じています。^[26]

PBLの学生は、学習能力、問題解決、自己評価技術、データ収集、行動科学などの点で、従来のコースの学生よりも高い成績を収めています。^[33]これは、彼らが以前の知識を活性化するのがより得意であり、将来の状況に似た状況で学習し、提示された情報をより詳しく述べるため、知識の理解と保持が向上するためです。^[34]医学教育では、PBLのケースに患者と医師の対話を取り入れ、医療現場の物語的な性格を示し、病気の発生に対する政治経済的寄与を検討することができます。 PBLは、大規模な社会的力を認識しながら、参加者が構築した社会現象の出現する性質を強調する、文化に対する言説的実践アプローチのプラットフォームとして機能することができます。^[35]

Wood (2003) によると、このプロセスの主な欠点は、リソースの利用と講師のファシリテーションです。ファシリテーションとグループ主導のディスカッションに積極的な役割を果たすために、より多くのスタッフが必要となり、一部の教育者は PBL ファシリテーションを難しく、フラストレーションを感じることがあります。小規模なグループ学習を同時に行うには、より多くの物理的スペースとよりアクセスしやすいコンピュータ リソースが必要になるため、リソース集約型です。 [ ^36]学生も情報過多による不確実性を報告し、どの程度の学習が必要か、利用可能な情報の関連性を判断できません。学生は、従来のカリキュラムが提供する刺激的なロール モデルとなる教師にアクセスできない可能性があります。^[36]

学生は一般的に問題解決型学習コースを好み、現実の問題解決能力も向上するが、この方法論の講師はLBL講師に比べて学生の学習を評価し、コース教材を準備するために多くの時間を費やす必要がある。^[29]このフラストレーションの一部は、特定のトピックに関する新しい研究や個々の学生の発見を発表するために費やされる時間の長さや、ブレインストーミングの無秩序な性質からも生じている^[37]。

問題解決型学習の問題は、生徒の伝統的な思い込みです。ほとんどの生徒は、教師が知識の主な伝達者であると想定して、これまでの教育期間を過ごしてきたかもしれません。この主題に対する理解のせいで、生徒は問題解決型学習の初期の数年間は、何かについて単純に疑問を持つ能力が欠けている可能性があります。^[38]

問題解決型学習を取り入れるために、講師は従来の教授法を変えなければなりません。講師の仕事は、学生の知識や信念を問いただすこと、間違いを正すためのヒントを与えること、そして学生の調査を指導することです。問題解決型学習のこうした特徴は、一部の講師にとっては馴染みのないものである可能性があり、そのため過去の習慣を変えるのが難しいのです。

教師は生徒の成績を評価するために新しい評価方法を採用する必要があります。修正されたエッセイ問題を含む筆記試験、実技試験、同僚および自己評価などを組み込む必要があります。問題解決型学習は、講義ベースの学習と比較すると、女性参加者にわずかに有利であると考えられていますが、^[39]男性参加者への影響は曖昧です。^[37]

スウェラーらは、過去20年間にわたり、問題解決型学習に関連する、認知負荷と、彼らが「ガイダンスフェーディング効果」と呼ぶものに関する一連の研究を発表している。^[40]スウェラーらは、代数の問題を学習する学生を対象に、教室での研究をいくつか実施した。^{[41]これらの研究は、学習過程の早い段階での能動的な問題解決は、}実例を学習するよりも効果的な指導戦略ではないことを示している（スウェラーとクーパー、1985年、クーパーとスウェラー、1987年）。確かに、学習者が有能になり、作業記憶の限界にうまく対処できるようになると、能動的な問題解決は有用である。しかし、学習過程の早い段階では、学習者は短時間で大量の情報を処理することが難しいと感じることがある。したがって、能動的な問題解決の厳しさは、初心者にとっては問題となる可能性がある。学習者が専門知識を身に付けると、問題解決型学習に固有の足場が、学習者がこれらの問題を回避するのに役立つ。これらの研究は、明確に定義された問題の個別の問題解決に基づいて実施された。

スウェラー（1988）は、学習の初期段階で初心者が問題解決にどのように反応するかを説明するために、認知負荷理論を提唱しました。 ^[41]スウェラーらは、早い段階で実例を示し、その後、解決すべき問題を徐々に導入することを提案しています。彼らは、学習プロセスの早い段階で他の形式の学習（実例、目標のない問題など）を提案し、後に補完問題に置き換え、最終的には自分で問題を解くことを目標としています。^[42]この問題ベースの学習は、学習プロセスの後半で非常に役立ちます。

学習者の認知負荷を軽減するために、問題解決型学習ではさまざまな形態の足場が実装されています。これらは、問題解決中のガイダンスの量を減らす（「フェード」する）のに最も役立ちます。ガイダンスを徐々にフェードアウトすることで、学習者は例の学習から問題の解決へとゆっくりと移行することができます。この場合、逆フェードアウト^{[明確化が必要]}が非常に効果的であり、学習者の認知負荷を軽減するのに役立つことがわかりました。^[43]

従来の指導学習と比較したPBL学習の効果の評価は、困難であることが判明しています。PBLの実施には、カリキュラムへのPBLの組み込み範囲、グループダイナミクス、使用される問題の性質、グループに対するファシリテーターの影響、学習者のモチベーションなど、さまざまな要因が影響する可能性があります。また、知識の獲得や臨床能力など、PBLのさまざまな成果を測定できます。^{[44] [45]} PBLの有効性に影響を与える可能性のある すべての変数^[44]と技術的足場^{[46]を調査するには、追加の研究が必要です。}

学校や大学でPBLを実施することは、リソース、多くの計画、組織化を必要とする厳しいプロセスです。^[47] アゼルは「純粋なPBL」を実施するための12のステップについて説明しています^[47]

1. 教員に変化への備えをさせる
2. 新しいカリキュラム委員会とワーキンググループを設立する
3. 新しいPBLカリキュラムの設計と教育成果の定義
4. PBLの専門家からのアドバイスを求める
5. 計画、組織、管理
6. PBLファシリテーターのトレーニングとファシリテーターの目標の定義
7. 学生にPBLプログラムを紹介する
8. 3-learningを使用してPBLプログラムの提供をサポートする
9. PBLカリキュラムに合わせて評価方法を変更する
10. 学生と教職員からのフィードバックを奨励する
11. 自主学習をサポートする学習リソースと施設の管理
12. 継続的な評価と変更 (809-812 ページ)

これらの学校でPBLを実施する上で報告されている困難には、おそらくアジア人としての寡黙さが原因と思われる、生徒の参加率の低さや、議論に参加させることの難しさなどがある。ある学校は、生徒は評価を受けているときに話さなければならないと感じていると報告した。一部の生徒は、教師の指導なしに自主的に情報を探す自信がないと報告した。生徒はまた、講義に出席するという従来のカリキュラムの要件に対処しなければならないため、自分で情報を探すのに非常に時間がかかると感じていた。一部の生徒は、PBLの議論が英語で行われると、それが彼らの日常語ではないため、言語に苦労した。^[48]

問題解決型学習は、探究と構成主義的学習のプロセスを通じて生涯学習を促進する必要性に取り組んでいます。^[2] PBLは、講師の支援を受けながら協調的かつ自己主導型の学習を重視するため、指導に対する構成主義的アプローチであると考えられています。 ^[49] YewとSchmidt、^[50] SchmidtとHungは、PBLの認知構成主義的プロセスについて詳しく説明しています。^{[2] [3]}

1. 学習者は問題を提示され、グループ内でのディスカッションを通じて、既存の知識を活用します。
2. グループ内で、生徒は問題を説明するために考えられる理論や仮説を立てます。一緒に研究すべき学習上の問題を特定します。生徒は、目の前の問題を説明するために、共通の主要モデルを構築します。ファシリテーターは、生徒が問題に関連する知識を構築できるフレームワークであるスキャフォールディングを提供します。
3. 最初のチームワークの後、生徒は自主的な学習で独立して取り組み、特定された問題を調査します。
4. 生徒たちは再び集まり、発見したことを話し合い、学んだことに基づいて当初の説明を改良します。

PBLは学習において構成主義的な観点に従っており、教師の役割は知識を厳密に提供することではなく、学習プロセスを導き、挑戦することです。^{[51] [52]}この観点から、学習プロセスとグループダイナミクスに関するフィードバックと反映はPBLの不可欠な要素です。学生は社会的知識構築に従事する能動的なエージェントであると見なされます。PBLは、経験と相互作用に基づいて意味を創造し、世界に対する個人的な解釈を構築するプロセスを支援します。^[53] PBLは、問題解決の旅の中で学生を理論から実践へと導くのに役立ちます。^[54]

いくつかの研究は、構成主義的な問題解決型学習法と探究型学習法の成功を支持している。^{[55]一例として、}探究型科学ソフトウェアアプリケーションであるGenScopeというプロジェクトに関する研究があり、GenScopeソフトウェアを使用した学生は対照群よりも大きな進歩を示し、基礎コースの学生で最大の進歩が見られたことが明らかになった。^[55]

ある大規模な研究では、探究型科学の有効性を評価するために、中学生の重要度の高い標準テストの成績を追跡しました。^[55]この研究では、最初のコホートの生徒の成績が14％向上し、2番目のコホートの生徒の成績が13％向上したことがわかりました。^[55]この研究では、探究型教授法によってアフリカ系アメリカ人の生徒の成績格差が大幅に減少したこともわかりました。^[55]

医学部での問題解決型学習が卒業後の医師のパフォーマンスに及ぼす影響に関する体系的なレビューでは、医師の能力に明らかなプラスの効果があることが示されました。この効果は、不確実性への対処やコミュニケーションスキルなどの社会的および認知的能力に対して特に顕著でした。^[56]

スロベニアの別の研究では、PBLで学習した生徒は、従来のカリキュラムを学んだ同級生に比べて、問題解決能力が優れているかどうか、また数学に対する態度が改善されたかどうかが調べられました。この研究では、PBLを学んだ生徒はより難しい問題を解く能力が優れていたものの、数学に対する生徒の態度に大きな違いは見られなかったことがわかりました。^[10]

マレーシアでは、持続可能で責任ある開発における意思決定に備えられるよう国民を教育することを目的として、中等数学に問題解決型学習モデルを導入する試みがなされた。問題解決型学習の4つの中核領域（PBL4C）と呼ばれるこのモデルは、2008年にSEAMEO RECSAMで初めて生まれ、実施された研修コースの結果、2010年のEARCOME5​​会議で論文^[57]が発表され、続いて2011年の第15回UNESCO-APEID会議で2つの論文が発表された。

シンガポールでは、カリキュラムにPBL教育法を採用した最も注目すべき例は、シンガポールで初めてすべてのディプロマコースにPBLを全面的に採用したリパブリック・ポリテクニックである。 ^[58]

いくつかの医学部はマクマスター大学医学部に倣い、実際の患者の症例を用いて臨床医のように考える方法を学生に教える問題解決型学習をカリキュラムに取り入れている。現在、米国の医学部の80％以上が何らかの形で問題解決型学習をプログラムに取り入れている。^[59]ミズーリ大学医学部の10年間のデータに基づく研究によると、PBLは卒業後の医師としての学生の能力にプラスの影響を与えることがわかった。^[56]

1998年、ウェスタン健康科学大学はPBLに基づいたカリキュラムを備えた獣医学部を開設した。 ^[60]

2002年、カリフォルニア大学バークレー校公衆衛生学部に設置された認定5年間の理学修士/医学博士課程であるUCバークレー-UCSF共同医学プログラム（JMP）は、臨床実習前の学生に100％ケースベースのカリキュラムを提供し始めました。カリキュラムは基礎科学と前臨床科学を統合しながら、人間の健康と病気の生物学的、社会的、道徳的背景の理解を促進します。学生は臨床実習の最後の2年間をカリフォルニア大学サンフランシスコ校で過ごします。^[61]

生態経済学の学際分野では、問題解決型学習を中核的な教育法として取り入れている。ジョシュア・ファーリー、ジョン・エリクソン、ハーマン・デイリーが開発したワークブックでは、問題解決のプロセスを（1）問題ベースの構築、（2）問題の分析、（3）調査結果の統合、（4）結果の伝達に整理している。問題ベースの構築には、生態経済学的問題の選択、定義、構造化が含まれる。分析とは、問題を理解可能な構成要素に分解することである。統合とは、全体をよりよく理解できるように部分を再統合することである。コミュニケーションとは、結果を、広義には拡大したピアコミュニティとして定義される利害関係者に関連する形式に変換することである。^{[62] （}ポストノーマルサイエンスで開発された概念）。^[63]

PBL の目的の 1 つは、自己主導型学習 (SDL) スキルの開発です。Loyens、Magda、Rikers の議論では、SDL は「個人が自主的に学習ニーズを診断し、目標を策定し、人的および物的リソースを特定し、適切な学習戦略を選択して実行し、学習成果を評価するプロセス」と定義されています。^[64]学習プロセスに招かれることで、学生は学習に責任を持つよう促され、自己主導型学習スキルの向上につながります。Severiens と Schmidt は、大学 1 年生 305 人を対象にした調査で、PBL と SDL に焦点を当てることで、学生が学習ペースを維持する動機付けとなり、社会的および学術的統合が促進され、認知スキルの開発が促進され、従来の学習環境の学生よりも学習の進歩が促進されることを発見しました。^[65] PBL は、問題解決型学習の中心となる探究と発見を通じて、学習者が学術界で自分の立場を確立することを奨励します。

PBLは批判的思考力の発達を促進できる学習方法であるとも主張されている。^[66] PBL学習では、学生は問題を分析し、関連する事実を特定して仮説を立て、問題を解決するために必要な情報/知識を特定し、問題解決について合理的な判断を下す方法を学びます。

雇用主は、PBLを経験した学生が身につけたコミュニケーション、チームワーク、尊敬、協力といったポジティブな特性を高く評価しています。これらのスキルは、絶えず変化する情報爆発の中で、より良い将来のスキル準備に役立ちます。PBLカリキュラムには、知識構築、文書および対人交流、問題解決プロセスの経験を通じてこれらの特性を構築することが含まれています。^[67]

コンピュータ支援PBLは、従来の対面式の紙ベースのPBLの電子版（ePBL）にも、離れた場所にいる参加者とのオンライングループ活動にもなり得る。ePBLでは、ケースシナリオ内のスキル（臨床所見など）に関連する音声や動画を埋め込むことができるため、学習環境が改善され、学習プロセスへの学生の関与が強化される。^[68] 対面式の設定と厳格なオンラインPBLを比較すると、グループ活動はPBLにおける社会的交流の成功に重要な役割を果たしている。オンラインPBLは、より費用対効果が高いとも考えられている。^[69]共同PBLは、個人PBLと比較して批判的思考スコアを向上させ、学生の達成度と定着率を向上させることがわかっている。^[70]

講師にとって、オンラインPBLの設計と開発に関する指導設計の原則には、共同作業の特性を含める必要があります。たとえば、スケジュールは共同作業に役立つものでなければなりません。さらに、講師は問題が実際の経験に関連していること、解決策と問題のコンテキストの性質を確認する必要があります。さらに、健全な技術インフラストラクチャが最も重要です。^[69]

教育とトレーニングにおけるPBLの確立と適用は、1960年代に始まりました。 教育技術が時間の経過とともに発展し、1990年代半ばにインターネットが登場したため、オンライン教育が普及し、組織や機関から大きな注目を集めました。 しかし、文献で利用できる比較的少ない参考文献に基づくと、完全なオンライン教育でのPBLの使用は確立されていないようです。^[71] 2001年、サザンクイーンズランド大学（USQ）は、コラボレーションとグループの問題解決を促進するために学習管理システム（LMS）を利用した最初の数少ない学部の1つでした。 その結果、コミュニケーションスキル、問題解決スキル、チームとして働く能力の向上など、多くの面でオンラインPBLが学生の学習成果に大きな影響を与えることが示されました。^[71]ユーザー率の点で最も成功したLMSの機能は、非同期通信が行われるディスカッションボードでした。それ以来、テクノロジーはさらに 10 年間進歩し、同期オンライン会議などの多くのアクティビティが今日では多数のプラットフォームで簡単に利用できるようになったため、オンライン PBL をさらに高いレベルに引き上げるのに役立つはずです。ここでの重要な焦点は、PBL の各フェーズで学習者のニーズに焦点を当てることで、テクノロジーがオンラインでの PBL の効果的な使用をさらに促進する方法を検討することです。

PBL における最初の、そしておそらく最も重要な段階は、問題を特定することです。学習者が問題の解決を始める前に、すべてのメンバーが問題の詳細を理解し、合意する必要があります。この合意は、コラボレーションとディスカッションを通じて形成されます。オンライン学習が増加している中、学習者がテクノロジーを使用して共同ブレインストーミングや研究に参加できることが重要です。テクノロジーにより、グループは世界中のどこからでも同期または非同期でコラボレーションできます。スケジュールや地理的な問題は、PBL でのコラボレーションを妨げるものではありません。今日では、オンラインでのグループコラボレーションを促進するためのツールが数多くあり、それぞれに独自の長所と限界があります。学習管理システムとクラウドベースのソリューションは、オンラインコラボレーションのための最も人気があり、アクセスしやすい 2 つのテクノロジーソリューションです。Canvas 、Edmodo、Moodle、Schoology、itslearningなどの学習管理システムは、学校や教室に、同期および非同期のコミュニケーションと学習をサポートするコラボレーションツールを提供します。^[72]

学習管理システム（LMS）は、コース管理者または教授による監督とサポートを可能にします。これらのシステムの制限の1つは、その可用性です。ほとんどのLMSは、コース登録によって制限されています。学生は、システムに保存されているツールやコンテンツにアクセスするには、特定のコースに登録するか、特定のクラスを購読する必要があります。一方、Google Apps、OneNote、Office 365スイートなどのクラウドベースのソリューションは、従来の教育環境の外でコラボレーションツールを提供します。あらゆる種類の教育者（K-12学校、大学、職業訓練、人事研修チームなど）は、これらのクラウドベースのソリューションにアクセスし、リンクを共有するだけで世界中の誰とでもコラボレーションできます。^[72]これらのツールは、電子メールアカウントで無料で利用できるものから、購入したスイートに基づいたサブスクリプション費用がかかるものまで、可用性が異なります。潜在的な金銭的制限に加えて、これらのクラウドベースのシステムは、コース登録を必要とするLMSと同じくらい安全でプライベートです。 LMS とクラウドベースのソリューションはどちらも、問題の意味についてブレインストーミングを行い、研究と将来のコラボレーションの計画を立てながら、さまざまな方法でコラボレーションする機会を学習者に提供します。

問題が特定されると、学習者はPBLの2番目のステップである情報収集フェーズに進みます。このフェーズでは、学習者は背景情報を収集し、潜在的な解決策を調査す​​ることで問題を調査します。この情報は学習チームと共有され、それぞれを裏付ける証拠とともに潜在的な解決策を生成するために使用されます。^[73]現在、情報収集のための最も人気のあるオンラインツールはGoogleですが、オンラインで利用できる検索エンジンは他にもたくさんあります。Google、Yahoo、Bingなどの無料の検索エンジンでは、数え切れないほど多くの情報リンクにアクセスできます。これらの調査ツールは潜在的な情報源を十分に提供しますが、その量が多すぎる場合があります。また、これらの広範な検索エンジンを使用する場合、フィルターやより高度な検索戦略を追加せずに質の高い情報源を特定することは困難になります。図書館はより選択的なオプションであり、多くの場合オンラインデータベースを提供しますが、記事や書籍へのオンラインアクセスにはアカウントまたはサブスクリプションが必要です。Wolframalpha.comは、無料とサブスクリプションレベルの両方のアクセスオプションを備えたスマートな検索エンジンです。 Wolframは、Webを検索するためのプラットフォーム以上のものであると主張しており、「膨大な数の組み込みデータ、アルゴリズム、メソッドに基づいて動的な計算を行うことで、知識と答えを得る」と主張している。^[74]

PBL の 3 番目に重要な段階は問題の解決であり、重要なタスクは、与えられた問題に対する解決策を提示し、擁護することです。^[75]学生は、問題を明確に述べ、困難を克服するためのさまざまなオプションを考慮して問題解決のプロセスを説明でき、関連情報とデータ分析を使用して解決策をサポートできる必要があります。^[76]解決策を明確に伝え、提示できることは、学習成果に直接影響するため、この段階の成功の鍵となります。テクノロジーの助けを借りて、グラフ、画像、ビデオ、アニメーション、シミュレーションなどの視覚的な補助を組み込むことができるため、プレゼンテーションははるかに簡単で効果的になりました。さまざまなツールを使用して、アイデアとアイデア間のつながりを明確に示すことができます。Microsoft PowerPoint 2016、Apple Keynote、Prezi、Google Slides は、2017 年の最も評価の高いプレゼンテーション アプリケーションです。^[77]

これらの人気のプレゼンテーション ツールにはそれぞれ独自の特徴と利点があり、3 つのタイプにまとめることができます。最初のタイプには、表、グラフ、画像ツール、アニメーション、ビデオ ツール、アドイン機能など、プレゼンターが必要とするほぼすべての機能が備わっています。このようなツールは、シミュレーションの作成、ドラッグ アンド ドロップなどのより複雑な機能もすべて可能になるため、多くのオーサリング ツールを置き換えることができます。したがって、プレゼンテーションは、非常にインタラクティブで魅力的で、ほとんどのデバイスと互換性のあるものになります。その最たる例は、Microsoft PowerPoint と Apple Keynote です。^[78]ただし、欠点の 1 つは、このようなツールはサブスクリプション料金がかかることが多く、デバイスにローカルにインストールする必要があることです。PowerPoint と Keynote はどちらも、スライドごとのプレゼンテーションの標準的な形式を示しています。Prezi は、ストーリーテリング スタイルと、画面の任意の部分を拡大縮小できる、あまり伝統的または構造化されていないプレゼンテーション形式を備えた、2 番目に主要なタイプのツールです。これらのツールは一般に Web ベースで、PBL プロセスに付加価値をもたらすコラボレーション機能を備えています。ただし、このタイプのツールも、権限レベルに基づいてサブスクリプション料金を請求します。 3 つ目の幅広いタイプのツールは、ウェブベースのツールで、無料で、派手なエフェクトが少なく、いつでもオンラインで共同でプレゼンテーションにアクセスできます。Google スライドは使いやすいオプションです。^[73]機能は少ないですが、オンライン デバイスであればいつでもどこでも利用できるという利便性があります。このタイプは、対面ミーティングの手配、プレゼンテーション ツールのインストール、プレゼンテーションの作成方法を学ぶ時間など、多くの技術的な困難が取り除かれるため、学生がプレゼンテーションの準備に費やす時間が限られている場合に効果的です。学生は、プレゼンテーション自体ではなく、問題と解決策に関する有意義な議論に多くの時間を費やすことができます。

P5BL^は、People 、Problem 、 Process 、 Product 、 Project Based Learingの略です。

P ⁵ BLアプローチは、 1993年にスタンフォード工学部のP ⁵ BL研究室で導入された学習戦略であり、工学、建築、建設分野の大学院生に「学際的、協調的、地理的に分散したチームワークの経験」でスキルを実践するための取り組みでした。[ ^79]スタンフォード大学のフルクター教授によって開拓されたこのアプローチでは、ヨーロッパ、米国、日本の6つの大学にまたがる環境と、プロジェクトの知識を収集して共有するためのツールキットが開発されました。^[80] 3つの分野の学生（人々）は、問題を解決し、最終製品を顧客に提供するチームプロジェクトに割り当てられました。

このアプローチの主な重点は、学生の総合的な能力とスキルを向上させるために、成果物の学際的な統合開発を行うことです。P ⁵ BL メンタリングは、状況に応じた学習と構成主義学習戦略を含む構造化されたアクティビティであり、大学のキャンパスを越えて実生活にまで広がる実践文化を育みます。P ⁵ BL は、学習活動に必要なガイダンスとサポートを提供する教授、業界のメンター、所有者とのチーム インタラクションを促進することで、情報化時代の教育と学習のチームワークを奨励することに重点が置かれています。

この方法の主な利点は、学生が現実世界の問題に慣れ、その解決に自信を持てるようになることです。また、ネットワーキング スキルも向上し、業界の重要人物との信頼関係も築けます。さらに、教育の場でチームワークの価値も学びます。この方法により、学生の中に学際的なアプローチに対する理解も生まれます。

ただし、このアプローチでは、学生に提供される指導について十分に考慮する必要があります。学生が問題解決というプロジェクト目標を確実に達成できるように、メンターが適切な足場作りを行う必要があります。また、必要なマイルストーンを達成するために、チーム間のコミュニケーションもオープンで建設的なものでなければなりません。

• 発見学習
• 教育心理学
• 教えることで学ぶ（LdL）
• ポギル
• 現象ベースの学習
• プロジェクトベースの学習
• 21世紀のスキル

• パーデュー大学のPBL学際ジャーナル
• 大学物理学のための問題解決型学習 (CCDMD)
• イリノイ数学科学アカデミーの問題解決型学習ネットワーク (PBLN)
• 問題解決型学習の4つのコア領域 PBL4C